[發(fā)明專利]用于壓痕法測(cè)量殘余應(yīng)力的裝置及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110279497.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113176026B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣文春;彭偉;邵曉明;楊濱;涂善東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蔣文春
• 主分類號(hào): G01L5/00
• 分類號(hào): G01L5/00
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 劉文霞

1.用于壓痕法測(cè)量殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，包括剛性支撐件、直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、壓頭組件、壓力傳感器及位移傳感器，所述剛性支撐件包括頂板、底板及2個(gè)側(cè)板，所述壓力傳感器固定于剛性支撐件的頂板上方，所述直線電機(jī)位于壓力傳感器的上方，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在剛性支撐件的頂板與底板之間，所述剛性支撐件的底板中部設(shè)置壓頭孔，所述壓頭組件的一端穿過(guò)壓頭孔與旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接，所述位移傳感器通過(guò)傳感器夾具固定在剛性支撐件的側(cè)板外壁；

所述壓頭組件包括壓頭、壓頭托及壓頭桿，所述壓頭孔的直徑大于壓頭桿的直徑且小于壓頭托的直徑，所述壓頭及壓頭托位于剛性支撐件的底板的下方，所述壓頭固定在壓頭托底部，所述壓頭桿的一端與壓頭托固定，所述壓頭桿的另一端穿過(guò)壓頭孔通過(guò)聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸連接；

所述聯(lián)軸器包括上半聯(lián)軸器及下半聯(lián)軸器，所述上半聯(lián)軸器及下半聯(lián)軸器通過(guò)螺柱連接，且螺柱上套設(shè)有彈性體，彈性體的彈力小于預(yù)加載力；

所述位移傳感器的檢測(cè)端的伸出位置高于壓頭。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓痕法測(cè)量殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述彈性體為彈簧或彈性套。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓痕法測(cè)量殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述傳感器夾具包括夾具座及2個(gè)夾板，所述夾具座固定在剛性支撐件的側(cè)板外壁上，2個(gè)夾板之間形成夾具孔，所述位移傳感器固定在夾具孔內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓痕法測(cè)量殘余應(yīng)力的裝置，其特征在于，所述剛性支撐件的底板底部設(shè)置有微距攝像頭。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于壓痕法測(cè)量殘余應(yīng)力的裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將剛性支撐件、直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、壓頭組件、壓力傳感器、位移傳感器及微距攝像頭裝配至儀器化壓痕設(shè)備上，且使位移傳感器的檢測(cè)端的伸出位置高于壓頭以保證位移傳感器比壓頭先接觸試樣，并將直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、壓力傳感器、位移傳感器及微距攝像頭與計(jì)算機(jī)連接，將試樣放于工作臺(tái)上且位于壓頭組件下方；

（2）通過(guò)微距攝像頭觀測(cè)及確定待測(cè)量點(diǎn)，使壓頭位于待測(cè)量點(diǎn)上方，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，調(diào)整壓頭的測(cè)量角度；

（3）通過(guò)直線電機(jī)施加預(yù)加載力，壓力傳感器記錄載荷變化，施加預(yù)加載力時(shí)壓頭接觸試樣表面，消除試樣表面粗糙度的干擾，并使上半聯(lián)軸器與下半聯(lián)軸器之間的彈性體壓縮，縮小上半聯(lián)軸器與下半聯(lián)軸器之間的距離，從而使壓頭托與剛性支撐件的底部緊貼；

（4）當(dāng)達(dá)到預(yù)加載力值時(shí)，壓力傳感器從零開(kāi)始記錄位移變化；

（5）當(dāng)達(dá)到設(shè)定位移時(shí)，停止加載，獲得該測(cè)量角度下的載荷-位移曲線；

（6）待直線電機(jī)復(fù)位后，上半聯(lián)軸器與下半聯(lián)軸器之間的彈性體復(fù)位，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，調(diào)整壓頭的測(cè)量角度，重復(fù)上述步驟，獲取不同測(cè)量角度下的載荷-位移曲線。